聚乳酸纤维的耐热性探究

由于PLA玻璃化转变温度较低，受热影响较大，聚乳酸纤维耐热性较差，加热到140℃时即会发生收缩[73]，因此聚乳酸纤维产品在加工过程中的温度不能太高。聚乳酸纤维热收缩率比聚酯纤维略高，尺寸稳定性稍差。故在纺纱织造后整理加工过程中及服装的熨烫与烘干过程中需要特别注意温度的控制。

对聚乳酸纤维进行耐热性改性已经是当前聚乳酸纤维研究的一个重要课题。从成型加工的角度，通过提高纺丝速度或加入成核剂，加大取向及结晶程度，是提高纤维的耐热性的改进方向。通过共混改性可有效提高聚乳酸纤维的耐热性能[98]。刘淑强等[95]在PLLA中加入纳米SiO2共混纺丝，纤维的结晶度、取向度和断裂强度分别提高了15%、11.8%和6.8%，同时热分解温度升高了8.2℃，最终得到耐热性能优良的纤维长丝。杨革生等[99]将干燥的PLA切片与PDLA切片按20∶80～80∶20重量比混合，再加入0.01%～5%（质量分数）的有机磷酸酯金属盐与水滑石的组合物共混，熔融纺丝制成耐热性好、力学性能优良的聚乳酸纤维。李颖等[100]以异氰尿酸三缩水甘油酯（TGIC）、三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）作为PLLA纤维的耐热改性剂，改性后的PLLA纤维在310℃左右才开始分解，较改性前提高了40℃左右，而熔点从150℃左右提高到170℃左右。PydaMarek等[101]通过烷基二元醇或双酚A诱导体共聚的PET或者和长链羧酸共聚的PET与PLA共混纺丝，制备耐热的PLA长丝。Touny Ahmed等[102]在PLA中加入三斜磷钙石，三斜磷钙石作为成核剂，加快了PLA的结晶速度，提高了结晶度，最终提高纤维耐热性。(www.xing528.com)

此外，若将具有不同构象及立构规整度的聚合物PLLA和PDLA等量共混，此时PLLA和PDLA间的作用力大于相同构象及立构规整度的聚合物间的作用力，即不同构象及立构规整度的两种聚合物间可发生立体选择性结合形成立构复合物，并且形成一种新的结晶结构——立构晶。这种立构晶是三斜或者三方晶系[103，104]，其熔点要比均聚PLLA或者PDLA中的正交晶系α晶系高50℃[105]，耐热性和力学性能均得到提高[106-110]。同济大学任杰课题组将PLLA和PDLA立构复合制成SC-PLA，测试表明，SC-PLA的熔点确实比单一均聚PLA提高了50℃。证实了以上理论。